Resistencia de roscas triangulares en diferentes materiales. (Valoración de 4.50 sobre 5, resultante de 2 votos)

Cuestiones relativas a máquinas, motores, piezas, componentes, tecnologías de fabricación, etc.
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#261507
Buenas, me gustaría con este hilo para mi conocimiento y el del resto, que expusiésemos material y sabiduria, sobre roscas triangulares preferiblemente métricas, como calcular su resistencia, cuando convienen pasos finos y pasos bastos, numero de hilos mínimo, cuando interesan rosca corta y larga, porque en materiales como fundiciones y aluminios se utilizan pasos bastos, y en aceros se tiende a los pasos finos etc. saludos.
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#261619
tor_nero escribió:Buenas, me gustaría con este hilo para mi conocimiento y el del resto, que expusiésemos material y sabiduria, sobre roscas triangulares preferiblemente métricas, como calcular su resistencia, cuando convienen pasos finos y pasos bastos, numero de hilos mínimo, cuando interesan rosca corta y larga, porque en materiales como fundiciones y aluminios se utilizan pasos bastos, y en aceros se tiende a los pasos finos etc. saludos.

Eso, preguntas sencillitas.

Contenido
Posiblemente sea uno de los puntos del diseño mecánico donde más importancia tiene la experiencia.


Como nadie dice nada, hablo yo sin poner cálculos, que para eso hay mil páginas en internet:

Pasos finos: Montajes de precisión. A evitar en grandes series. Para fijaciones con vibraciones, solicitaciones pulsatorias o movimientos intermitentes o buscando aumentar ligeramente la resistencia. Solo para materiales duros. En materiales blandos se van los filetes del taladro. Para piezas que se van a desmontar a menudo (no me acuerdo la razón, pero era conveniente).

Paso normal: Cuando se pueda. Si es posible rosca en el agujero por laminación, pues aumenta la resistencia sobretodo con materiales blandos para el taladro roscado. Para agujeros pequeños (diámetro menor o igual que cinco) y si no hay que desmontar a menudo, sin duda alguna, si es posible, autorosca. Con taladros mayores la muñeca se resiente en las series.

Rosca rápida: No me gusta, pero desde luego con solicitaciones muy bajas. Sólo en materiales muy blandos o poco uniformes (caso de la madera). Siempre para cargas bajas. Sólo son interesantes en piezas con baja solicitación y con necesidades de montaje rápido.

Número de hilos mínimo:

Había por ahí una teoría que decía que sólo hacían esfuerzo unos pocos hilos (si no recuerdo mal, tres). Esto sólo es válido en algunas ocasiones. La realidad es que depende mucho de los materiales que se vayan a usar. Por ejemplo, para tornillos de acero, si la rosca es en fundición de aluminio y si la rosca es por corte, vendrá bien tener una longitud de corte de unas 2 veces el diámetro. Si la rosca es por laminación, como mínimo el diámetro multiplicado por 1,5. En el caso de roscas en plásticos, depende del plástico, pero normalmente hay que moverse por encima de 2 veces el diámetro para ir con tranquilidad. Acero con acero, con una longitud de rosca igual al diámetro es más suficiente.

Si es posible, evitar tuercas y usar taladros roscados. Las tuercas se pierden, se caen, hay que sujetarlas al montar,... Además, no garantizan igual la precisión en el montaje.

Los taladros en chapas finas usando roscachapas han de evitarse siempre que se pueda. Usarlos indiscriminadamente en montajes mecánicos es muestra de que se es un auténtico chapuzas.

Para la cabeza del tornillo en tamaños pequeños, sin duda alguna la torx. La cabeza Philips, la Pozi, o la allen aguantan poco y los destornilladores planos son asesinos en una cadena de montaje.

Ante la duda, consultar al fabricante.
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#261669
Paso normal:Para piezas que se van a desmontar a menudo

No tenia ni idea

En un hilo anterior se comento algo de que trabajaban las roscas hasta el séptimo hilo si no recuerdo mal, pero como dices todo en función de ma resistencia y elasticidad de los materiales, pero supongo que para aplicaciones que necesiten muchos montajes y desmontajes, como útiles de maquina herramienta mandriles etc. se tenderá a colocar mas hilos para que el desgaste de los primeros vaya dando paso a los siguientes.
De el porque que los materiales blandos toleren mejor los pasos bastos, no entiendo muy bien la razón. Es de lógica pensar que una rosca basta tiene mas superficie de contacto unitaria, y que el hilo es mas ancho y resistente a cortante y a flexión, pero tiene en la misma proporción menos hilos para el mismo ancho. De todas formas esto se comprueba fácilmente a estilo destructivo :twisted: :twisted:
Tienes idea si se pueden laminar las roscas en fundiciones grises¿
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#261723
tor_nero escribió:
Paso normal:Para piezas que se van a desmontar a menudo

No tenia ni idea

No el paso normal, sino el paso fino.

tor_nero escribió:En un hilo anterior se comento algo de que trabajaban las roscas hasta el séptimo hilo si no recuerdo mal, pero como dices todo en función de ma resistencia y elasticidad de los materiales, pero supongo que para aplicaciones que necesiten muchos montajes y desmontajes, como útiles de maquina herramienta mandriles etc. se tenderá a colocar mas hilos para que el desgaste de los primeros vaya dando paso a los siguientes.

Es probable que sea esa la razón. También cogerá menos holguras (razón por la que se utiliza en elementos de precisión).

Por cierto, lo que yo he oído es que no actúan realmente más de tres hilos. Los demás, actúan mucho más descargados. Y funcionan tres gracias a que hay deformaciones, si el material fuese completamente rígido, sólo actuaría uno y mal.

tor_nero escribió:De el porque que los materiales blandos toleren mejor los pasos bastos, no entiendo muy bien la razón. Es de lógica pensar que una rosca basta tiene mas superficie de contacto unitaria, y que el hilo es mas ancho y resistente a cortante y a flexión, pero tiene en la misma proporción menos hilos para el mismo ancho. De todas formas esto se comprueba fácilmente a estilo destructivo :twisted: :twisted:

No, no es que los materiales blandos toleren bien los pasos bastos, es que toleran mal los pasos finos, sobretodo si el material no es muy homogéneo o es poco tenaz. Además, fíjate en el razonamiento anterior. Realmente, son pocos los hilos que soportan la carga.

Si te fijas, las roscas buenas tanto para plásticos como para maderas, lo que hacen es cortar el material y engancharse en el corte (algunas tienen hasta filo "hacia atrás").

tor_nero escribió:Tienes idea si se pueden laminar las roscas en fundiciones grises¿

Si tienes lo que hay que tener para hacerlo, además de una buena cantidad de aceite y una herramienta maravillosa (uy, que mal ha sonado esto).

Quiero decir, el límite no lo veo tanto en si se puede o no, sino en si hay herramienta o máquina capaz de hacerlo. Si puedes hacer un moleteado en acero, que es también por laminación normalmente, ¿por qué no una rosca?.

Por cierto, hoy mismo comentaba lo a gusto que te quedas con el estilo destructivo. Siempre he dicho que se aprende más rompiendo que diseñando, pero es que además es muuuuucho más divertido. :mrgreen: :mrgreen:
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#261735
Paso datos domingo-destructivos: Pruebas echas sobre 1 tormillo de M18x250 y otro de M18x150 calidad 8,8 en Aleación ligera en bronce y en acero F-114, roscasdos en un ancho de rosca útil de 15mm, con una pared suficiente que no les ha causado dilatación apreciable a las probetas.

Aleacion ligera:
M18x150mm: 13.500Kg
M18x250mm: 15.000Kg

Bronce:
M18x150mm: 13.800Kg
M18x250mm: 15.300Kg

F-114:
M18x150mm: 23.000Kg
M18x250mm: 23.000Kg

Conforme el material es mas resistente las resistencias de una y otra rosca se igualan, hay que resaltar también que el recorrido para romper la rosca de paso largo es mayor, lo que me hace pensar que la de paso basto seria mas resistente en todos estos materiales a un trabajo con golpes o vibracion. Decir además que si las probetas tuviesen una pared menor que les causase dilatación bajo la tensión, la diferencia de rotura del paso basto y el fino hubiese sido mayor.

La sección resistente del tornillo de paso basto es menor, inconveniente de cara a su resistencia a la tracción y a la cizalladura y el ángulo del filete mayor lo que lo hace más propenso a aflojarse.

Los tornillos de paso fino al menos desde mi experiencia, son mejores de cara al montaje manual (sin dinamometricas) pues la sensación de apriete y de los estados de tensión del tornillo se transmiten mejor al operario.

si el material fuese completamente rígido, sólo actuaría uno y mal.
Esto no termino de entenderlo J ya que si se estimaran tornillo y tuerca como sólidos indeformables, trabajarían todos los filetes por igual. Más referencias sobre el tema (echad un vistazo al pdf adjunto, que es canela)
viewtopic.php?f=26&t=27129

Pdata: Los ITI de la sexta tambien estan rompiendo maderitas esta mañana :cunao
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#261791
tor_nero escribió:Paso datos domingo-destructivos: Pruebas echas sobre 1 tormillo de M18x250 y otro de M18x150 calidad 8,8 en Aleación ligera en bronce y en acero F-114, roscasdos en un ancho de rosca útil de 15mm, con una pared suficiente que no les ha causado dilatación apreciable a las probetas.

Aleacion ligera:
M18x150mm: 13.500Kg
M18x250mm: 15.000Kg

Bronce:
M18x150mm: 13.800Kg
M18x250mm: 15.300Kg

F-114:
M18x150mm: 23.000Kg
M18x250mm: 23.000Kg

Conforme el material es mas resistente las resistencias de una y otra rosca se igualan, hay que resaltar también que el recorrido para romper la rosca de paso largo es mayor, lo que me hace pensar que la de paso basto seria mas resistente en todos estos materiales a un trabajo con golpes o vibracion. Decir además que si las probetas tuviesen una pared menor que les causase dilatación bajo la tensión, la diferencia de rotura del paso basto y el fino hubiese sido mayor.

La sección resistente del tornillo de paso basto es menor, inconveniente de cara a su resistencia a la tracción y a la cizalladura y el ángulo del filete mayor lo que lo hace más propenso a aflojarse.

Los tornillos de paso fino al menos desde mi experiencia, son mejores de cara al montaje manual (sin dinamometricas) pues la sensación de apriete y de los estados de tensión del tornillo se transmiten mejor al operario.

si el material fuese completamente rígido, sólo actuaría uno y mal.
Esto no termino de entenderlo J ya que si se estimaran tornillo y tuerca como sólidos indeformables, trabajarían todos los filetes por igual. Más referencias sobre el tema (echad un vistazo al pdf adjunto, que es canela)
viewtopic.php?f=26&t=27129

Pdata: Los ITI de la sexta tambien estan rompiendo maderitas esta mañana :cunao



En serio, me parece interesantísima tu prueba. ¿Cómo la has hecho exactamente? y, la verdad, me sorprenden tus resultados.

¿A qué llamas aleación ligera?

Ojo con el bronce. Hay bronces que aguantan, en ciertas condiciones, bastante más que un acero. De hecho, tengo por ahí alguna máquina con engranajes de bronce que lleva más años funcionando de los que yo tengo. Y ahí sigue.

Yo hablo de Zamak, de fundición de aluminio, de plásticos, de madera,... Materiales cuyo grano es grande, hetereogéneos, con posibilidades de tener poros o impurezas... . Si tienes una métrica pequeña con un material de estos, es probable que no funcione toda ella, en especial cuando tienes un paso fino. El paso mayor te garantiza tener suficiente material para que la influencia de una impureza o un poro no te afecten.

Por lo que veo tu usas unos tamaños completamente diferentes a los míos. No creo que tengamos ninguno de nuestros equipos una métrica 18 :lol: :lol: Sería la última que cogería de muestra. :lol: :lol: De hecho, la última vez que he utilizado un métrica similar en un equipo fue para poder pasar unos cables por el centro del "tornillo", y no por cuestión de resistencia.

Ya que tienes posibilidades, ¿podrías hacer la prueba con tornillos de mi tamaño?, es decir, no más allá de métrica 5. A ver si me vas a hacer cambiar los esquemas de diseño. :cunao :cunao

Y sí, tienes razón, en un paso basto el tornillo tiene menos sección, lo que hará que se rompa antes, pero lo importante es que pase eso y que no sea la rosca del taladro lo que se te va. Normalmente es peor el mal cuando se va la rosca que cuando se parte el tornillo. Si piensas en la reparación de uno y otro caso, para el caso de la rotura del tornillo, lo que te volverá loco (y no siempre), es sacar dicho tornillo. En el caso de que se te vaya la rosca, la mayor parte de las veces tendrás que taladrar y poner un postizo roscado. No siempre es posible y, cuando se hace, puede dar mucha guerra.

Con respecto a lo de un sólo hilo en materiales completamente rígidos es cierto salvo que, además de completamente rígidos, exista la máquina para fabricar de forma exacta. En el momento en que tuvieses la menor marca o imperfección en un hilo que lo resaltase sobre los demás, éste sería el que trabajaría. Si el sólido fuese completamente rígido y tuviésemos una máquina real, sólo trabajaría uno. Por supuesto, si el mecanizado fuese también perfecto, trabajarían todos. Es decir, si no hay una mínima deformación del material te encontrarás siempre con pocos hilos trabajando. En materiales muy duros, no tiene sentido hacer roscas largas. En materiales muy blandos sí.

Por cierto, fíjate que entre los tres primeros hilos de la rosca aguantan entre el 70% y el 80% de la fuerza de la unión, como comentábamos antes.

Bueno, documento también interesante, pues viene, entre otras cosas, una recomendación para la longitud de las roscas:

http://www.mcatronic.com/Documentacion/ ... scadas.pdf
Última edición por JCas el 21 Mar 2011, 10:05, editado 1 vez en total
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#261793
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#261821
En serio, me parece interesantísima tu prueba. ¿Cómo la has hecho exactamente? y, la verdad, me sorprenden tus resultados.

Apretando con una prensa manual, con manómetro y diámetro del pistón bien definido. Carga centrada en un tornillo preparado al efecto y las probetas de 55mm de diámetro exterior por 15 de ancho(útiles sin chaflanes de entrada de rosca).
El bronce es un N4 de casquillos, un bronce relativamente blando, con un bronce al aluminio quizá nos hubiésemos metido en valores similares a los del acero.
La aleación ligera es esta:http://www.inalcoa.net/?p=227
¿podrías hacer la prueba con tornillos de mi tamaño?, es decir, no más allá de métrica 5. A ver si me vas a hacer cambiar los esquemas de diseño.
Tendria que prepararme útiles hidráulicos mas pequeños por aquello de la precisión y de las cifras tan pequeñas.
Buena apreciación, al respecto de las aleaciones ligeras fundidas, he visto piezas muy defectuosas, de grano muy grueso.

Supongo que los resultados te sorprenden por lo alto de las cifras, a mi también, pero hay que tener en cuenta que es una rotura total de rosca producida en no más de 20 segundos.



Con pruebas como las que hice, tu explicación, y los documentos añadidos, se me quedan resueltas muchas dudas. Un saludo y gracias, espero que sirva a alguien más.
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#291974
Buenas tardes a todos, sabeis qué tipo de uniones se utilizan a la hora de fijar la suspensión de un bugie de vagón de carga al propio bugie?
Gracias y un saludo.
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#291976
javier.busto escribió:Buenas tardes a todos, sabeis qué tipo de uniones se utilizan a la hora de fijar la suspensión de un bugie de vagón de carga al propio bugie?
Gracias y un saludo.


Supongo que espárragos o abarcones, roscas métricas de paso mediano.
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#291980
javier.busto escribió:Buenas tardes a todos, sabeis qué tipo de uniones se utilizan a la hora de fijar la suspensión de un bugie de vagón de carga al propio bugie?
Gracias y un saludo.

Hola Javier. Te envié una advertencia y la has ignorado.
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